一、所属领域

新能源，数字储能，信息能源交叉领域

二、项目介绍

1. 痛点问题

快速增长的储能需求，和目前锂电池安全性经济性还不够理想的矛盾。传统电池储能系统设计的缺陷突出了电池应用中所面临的主要问题：电池系统缺乏细粒度的管控能力以克服“短板效应”。

2. 解决方案

数字能量交换技术，基于可重构电池网络将经过每个单体电池模拟连续能量流离散化为一系列电池“能量片”，进而通过信息技术手段对电池“能量片”在时空两维上进行数字化调度和重组，从而从根本上解决了传统模拟电池系统所固有的系统“短板效应”，极大提升了电池系统的效率、寿命、可靠性与安全性。

基于数字能量交换系统和技术，可提供如下产品和服务：

1）低成本数字无损退役动力电池储能系统：无需单体层面拆解、分选和重组，实现电动汽车到储能站的无缝对接，极大降低了梯次利用的建设成本和运维成本。

2）面向数据中心的数字能源机柜：支持按需部署和扩容，系统供电效率至少提升25%，机房利用效率至少提升20%，同时支持机柜即数据中心的5G边缘计算部署模式。

3）基于云的存量备用电池自动运维巡检：对现有通信基站/变电站中的存量铅酸或退役动力电池进行数字化改造，极大延长电池寿命，延缓投资，无需人工上站运维核容，自动隔离故障单体，无需整租更换，支持共享经济模式下的云储能能量运营模式。

3. 竞争优势分析

数字储能技术和数字能量交换系统是电池能量管控领域的颠覆性技术，在国内外尚无较成熟的竞争对手，技术和产品处于领跑状态。

4. 市场应用前景

主要应用于发电侧、用户侧储能。储能作为风光电等新能源大规模应用的必要条件，有万亿到十万亿的市场空间。本项目优先适用场景如下：

（1）大规模储能

我国计划2030年新能源发电规模达到12亿千瓦，每年平均新增7400万千瓦，按25%的储能配比计算，每年新增储能1800万千瓦，按两小时率计算储能容量为36GWh，按系统造价1.5元/Wh计算，每年新增储能市场容量540亿元。

（2）数据中心市场

1）数字能源机柜：2019年中国数据中心约有7.4万个，超大型数据中心（10000机架以上）、大型数据中心（3000至10000机架数量）数量占比达12.7％，规划在建数据中心320个，超大型数据中心、大型数据中心数量占比达36.1％，按150万个机架的保守估计和5万/机架测算，市场容量为750亿。

2）5G的推广需要建设大量的边缘数据中心，按3万个边缘数据中心，每个边缘数据中心20个机架的保守估计测算，市场容量300亿。

5. 发展规划

技术已经成熟，市场化方面，大规模储能与华电集团、三峡集团、国家电网、南方电网形成合作，目前在建和规划60MW（华电10MW/30MWh，三峡50MW/100MWh）。IDC方面与中国移动深度绑定，联合开发和推广数字能源机柜，目前中国移动已经签署24.7亿框架合同。未来3年为大规模市场推广阶段，有望快速达到并超过10亿营收，每年增速翻倍以上。

6. 知识产权情况

已转化7个专利，4个已授权。

三、合作需求

寻求与电池、电动汽车、退役动力电池梯次利用、储能等行业客户合作，解决行业痛点问题，共同推动数字储能产业的发展。

四、团队介绍

首席科学家慈松教授现任清华大学电机系研究员，信息能源教育部-中国移动联合实验室（筹）创始主任，曾任美国内布拉斯加大学林肯分校电气与计算机工程系副教授（终身教职，2009）。运营团队由经验丰富的研发、技术、生产及市场等人员组成，优势互补。

五、联系方式

E-mail：ott@tsinghua.edu.cn

成果编号：2021090

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